在一项近日发表于《通讯-地球》的研究中，科学家探究了微生物如何在地球最恶劣的水下环境中存活。他们分析了脂质生物标志物——这类特殊脂肪分子能反映生物活性，以此揭示这些生物体的生存策略。该地点的pH值高达12，是有记录以来碱性最强的环境之一，形成了生命极难耐受的条件。
岩芯取自一座新发现泥火山的蓝色蛇纹岩泥。图片来源：SO292/2 Expedition Science Party
由于那里的活细胞数量很少，往往无法进行DNA检测，研究人员转而使用痕量分析技术，其灵敏度足以识别极其微弱的生化信号。
“我们成功检测到了脂质。”论文第一兼通讯作者、德国不来梅大学地球科学系的Palash Kumawat说，“借助这种生物标志物，我们能够深入了解在这种极端环境中，代谢甲烷和硫酸盐的微生物所采用的生存策略。”
深海的微生物在全球碳循环中扮演着重要角色，它们在海底深处处理碳元素及其他各类元素。Kumawat团队发现的这些微生物群落能量来源并非阳光，而是岩石中的矿物质及二氧化碳、氢气等气体，过程中会产生甲烷。这些生化反应独立于上层海洋进行，表明这些微生物生活在一个自给自足的生态系统中。
脂质分子也能帮助判断微生物是处于存活状态还是古代群落的残留物。完整的生物分子意味着细胞是活跃的或近期仍存活，而降解的生物分子则表明来自远古的“地质分子”化石。
Kumawat解释说，将同位素数据与脂质生物标志物相结合，能找到现代和古代微生物种群栖息于这种恶劣环境的证据。“这种区分对我们在生物量极低、营养匮乏的区域开展研究很有帮助。”
论文作者之一、不来梅大学海洋环境科学中心的Florence Schubotz强调这一发现意义非凡。“这些研究结果的迷人之处在于，在如此极端的条件下，比如高pH值、低有机碳浓度，生命竟然可以存在。”她说，“此前，人们推测该系统中存在产甲烷微生物，但一直未能直接证实。此外，深入了解这样的微生物栖息地令人振奋，因为我们怀疑原始生命可能正是起源于这类地点。”
该团队的样本来自2022年“太阳号”科考船SO292/2航次期间采集的沉积物岩芯。在此次科考中，科学家在马里亚纳弧前区域发现了此前未知的泥火山，并成功直接从中采集到样本。
基于现有发现，研究团队计划在受控的培养箱中培育这些微生物，以进一步了解它们如何获取营养，以及如何在如此不适宜生存的环境中持续存活。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s43247-025-02667-6
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